远距离输电经典习题
(完整版)远距离输电练习
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交变电流远距离输电1.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中下列哪个物理量不一定相等的是( )A.交变电流的频率B.电流的有效值 C.电功率D.磁通量的变化率2.理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,以下说法中正确的是( )A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D.正常工作时,原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶13.(2012·高考海南卷)如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12 V、6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端,当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 A C.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A4.(2012·高考重庆卷)如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11 0002sin 100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6 Ω的导线对“220 V、880 W”的电器R L供电,该电器正常工作.由此可知( )A.原、副线圈的匝数比为50∶1B.交变电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W5.(2011·高考福建卷)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20 Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光.下列说法正确的是( )A.输入电压u的表达式u=202sin (50πt) VB.只断开S2后,L1、L2均正常发光C.只断开S2后,原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W6.(2013·江苏南京市模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,定值电阻R=10 Ω,其余电阻均不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法中正确的是( )A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22 VB.当单刀双掷开关与a连接且t=0.01 s时,电流表示数为零C.当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的输入功率变大D.当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压的频率变为25 Hz7.(2013·海淀区期末)如图所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U 1一定,当用户消耗的电功率变大时,有( )A .U 2减小,U 4变大B .U 2不变,U 3变小C .P 1变小,P 2变小D .P 2变大,P 3变大8.2011年9月28日,中国第二条特高压交流电项目获批,国家电网副总经理舒印彪表示:该公司第二条特高压交流电项目已获得发改委批准,投资规模、线路长度和输电容量都比之前项目大一倍以上.如图所示是远距离输电示意图,电站的输出电压U 1=250 V ,输出功率P 1=100 kW ,输电线电阻R =8 Ω.则进行远距离输电时,下列说法中正确的是( )A .若电站的输出功率突然增大,则降压变压器的输出电压减小B .若电站的输出功率突然增大,则升压变压器的输出电压增大C .输电线损耗比例为5%时,所用升压变压器的匝数比n 1n 2=116D .用10 000 V 高压输电,输电线损耗功率为8 000 W9.收音机的变压器的初级线圈有1 210匝,接在U 1=220 V 的交流电源上,变压器有两个次级线圈.次级线圈Ⅱ的匝数为35匝,次级线圈Ⅲ的匝数是1 925匝.如果不计变压器自身的能量损耗,当变压器工作时,线圈Ⅱ的电流是0.3 A 时,初级线圈的电流I 1=0.114 A .求线圈Ⅲ中的电流和输出电压.(电流的计算结果保留三位有效数字).10.(2011·高考江苏卷)图1为一理想变压器,ab 为原线圈,ce 为副线圈,d 为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u t 图象如图2所示.若只在ce 间接一只R ce =400 Ω的电阻,或只在de 间接一只R de =225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式;(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时,原线圈中的电流I 1;(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n ce n de .11.(2012·东莞模拟)在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站,输送的电功率为P =500 kW ,当使用U =5 kV 的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求:(1)输电效率η和输电线的总电阻r ;(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电?。
高考物理考点《变压器、远距离输电》真题练习含答案
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高考物理考点《变压器、远距离输电》真题练习含答案1.[2024·江西省九江市十校联考]IT之家2023年3月4日消息,河北省张家口国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目压缩机通过具有CNAS资质的第三方测试,达到了国际领先水平,项目鸟瞰图如图所示.若发电机产生的电压经升压变压器后升高到100 kV,以10万千瓦的功率(始终不变)经输电线远距离送往变电站,输电线上损耗的功率为3 000千瓦,则输电线的总电阻为()A.3 Ω B.6 ΩC.9 Ω D.30 Ω答案:A解析:根据题意可知变压器的输出电压为100 kV,功率为10万千瓦,则输电线上的电=I2R,解得R=3 Ω,A正确.流为I=PU=1 000 A,输电线上损耗的功率P损2.[2024·黑龙江省大庆市期末考试]如图是一种理想自耦变压器示意图,线圈绕在一个圆环形的铁芯上,P是可移动的滑动触头.AB间接电压有效值U恒定的交变电源,输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2,Q为滑动变阻器的滑动触头.当开关S闭合,P处于如图所在的位置时,两灯均能发光.下列说法正确的是()A.P不动,将Q向左移动,两灯均变亮B.P不动,将Q向右移动,输入功率变大C.将P沿逆时针方向转动,两灯均变暗D.断开开关S,L1将变暗答案:A解析:P不动,将Q向左移动,则R减小,则次级电流变大,两灯均变亮,A正确;P 不动,将Q向右移动,则R变大,次级电流减小,根据P2=U2I2,可知次级功率减小,则变压器的输入功率变小,B错误;将P沿逆时针方向移动,则次级匝数变大,变压器次级电压变大,次级电流变大,次级功率变大,两灯均变亮,C错误;P、Q都不动,断开开关S,则次级电阻变大,次级电流减小,R上的电压减小,则L1电压变大,则L1将变亮,D错误.3.在无线电电路中常遇到负载与电源不匹配的情况,这时可用变压器来耦合,通过变压器使负载和电源匹配起来,如图所示,正弦交流信号源的电动势U1=6 V,内阻r=100 Ω,扬声器(可看作纯电阻)的电阻R=8 Ω.理想变压器原线圈的匝数n1=300匝,副线圈的匝数n2=100匝.扬声器的输出功率为()A.250 mW B.88 mWC.360 mW D.500 mW答案:B解析:等效信号源的等效电动势和内阻分别为E′=n2n1U1=2 V,r′=(n2n1)2r=11.1 Ω,所以输出功率为P=(E′r′+R )2R=(2 V8 Ω+11.1 Ω)2×8 Ω=88 mW,B正确.4.互感式钳形电流表内部结构如图所示,电流表与次级线圈相连,用手柄控制钳形铁芯上方开口的开合,则()A.该电流表可用来测量直流电B.次级线圈匝数越少,电流表读数越大C.该电流表测电流时相当于降压变压器D.测量时电流表应串联在被测通电导线中答案:B解析:互感式钳形电流表利用的是电磁感应的互感原理,不能测量直流电,A错误;电流大小与线圈匝数成反比,所以次级线圈匝数越少,电流表读数越大,B正确;该电表原线圈为单匝,是升压变压器,C错误;测量时,用手柄控制钳形铁芯上方开口打开,将被测通电导线圈放入其中,不需要将电流表串联在被测通电导线中,D错误.5.[2024·全国甲卷](多选)如图,理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节,副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S.S处于闭合状态,在原线圈电压U0不变的情况下,为提高R1的热功率,可以()A.保持T不动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动答案:AC解析:保持T不动,根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变,当滑动变阻器R 的滑片向f端滑动时,R与R1串联后的总电阻减小,电流增大,根据P=I2R1可知,此时热功率增大,故A正确;将T向b端移动,副线圈匝数变小,故副线圈两端电压变小,滑动变阻器R的滑片位置不变时,通过R1的电流减小,故热功率减小,故B错误;将T向a端移动,副线圈匝数增加,故副线圈两端电压变大,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,R与R1串联后的总电阻减小,电流增大,此时热功率增大,故C正确;将T向b端移动,副线圈匝数减少,故副线圈两端电压变小,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,R与R1串联后的总电阻增大,电流减小,此时热功率减小,故D错误.故选AC.6.[2024·黑龙江省齐齐哈尔市期中考试]互感器又称仪用变压器,是电流互感器和电压互感器的统称.它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流,用于测量或保护系统.如图所示,T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器,a、b是交流电压表或交流电流表,若高压输电线间电压为220 kV,T1的原、副线圈匝数比为1∶100,交流电压表的示数为100 V,交流电流表的示数为1 A,则()A.a是交流电压表,b是交流电流表B.T2的原、副线圈匝数比为2 200∶1C.高压线路输送的电流为1 AD.高压线路输送的电功率为2×104 kW答案:B解析:T 1两端接在同一根电线上,因此a 是交流电流表,T 2两端接在两根电线上,因此b 是交流电压表,A 错误;变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比,所以T 2原、副线圈匝数之比为220 000∶100=2 200∶1,B 正确;变压器原、副线圈电流与匝数成反比,则高压线路输送的电流为100 A ,C 错误;高压线路输送的电功率为P =UI =220 kV ×100 A =2.2×104 kW ,D 错误.7.[2024·山东省济南市统考]如图所示,理想变压器上有三个线圈,匝数分别为n 1、n 2、n 3,线圈n 1连接交流电源和一个小灯泡,线圈n 2串联两个小灯泡,线圈n 3连接一个小灯泡.四个小灯泡完全相同且均正常发光,则n 1∶n 2∶n 3的比值为( )A .3∶1∶1B .2∶1∶1C .3∶2∶1D .4∶2∶1答案:C解析:设每个灯泡额定电压为U ,额定电流为I ,由于四个小灯泡完全相同且均正常发光,则I 1=I 2=I 3=I ,线圈n 2串联两个小灯泡,线圈n 3连接一个小灯泡,灯泡都正常发光,故U 2=2U 3=2U ,可得n 2n 3 =21,根据理想变压器输入功率等于输出功率可得U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3,即U 1=U 2+U 3=3U ,可得n 1n 3 =31,联合解得U 1∶U 2∶U 3=3∶2∶1,故n 1∶n 2∶n 3=3∶2∶1,C 正确.8.[2024·广东省部分学校联考]“西电东送”就是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源,输送到电力紧缺的东部沿海地区.远距离输电的电路示意图如图所示,升压变压器和降压变压器均为理想变压器且都有一个线圈可调,发电厂输出电压恒定,升压变压器和降压变压器之间输电线的总电阻R 不变.在用电高峰期,用户耗电量的增大导致实际用户电压偏低,下列方案能使用户电压恢复并且能使输电线上消耗的功率减小的方案是( )A.仅将P1上调一点B.仅将P2上调一点C.将P1、P2都下调一点D.将P1上调一点、P2下调一点答案:C解析:设升压变压器的线圈匝数为n1、n2,降压变压器的线圈匝数为n3、n4,发电厂输出的电的电压U不变,根据理想变压器两端的电压比等于匝数比,可得升压变压器的输出电压为U2=n2n1U,将用户电阻R用等效在输电线上的电阻为R效=(n3n4)2R用,把输电电路等效为闭合电路,有I2=U2R+R效=n2n1UR+(n3n4)2R用,用电高峰的时候,R用变小,导致I2变大,从而用户耗电量的增大导致实际用户电压偏低,故将P1、P2都下调一点,n1减小,n4减小,可以使I2变小,能使输电线上消耗的功率减小,且使用户电压恢复,C正确.9.[2024·湖北省鄂东南教学改革联盟联考](多选)如图所示,正弦交流电源输出电压有效值U=220 V,理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2=2∶1,电压表、电流表均为理想交流电表,定值电阻R1=20 Ω,滑动变阻器的总阻值R2=20 Ω.将滑动变阻器滑片从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是()A.电流表示数一直增大B.电压表示数一直增大C.电压表示数一直减少D.电流表示数的最大值是5.5 A答案:AD解析:根据题意,设滑动变阻器向下滑动的距离为x,R2的总长度为L,由串并联知识可得,副线圈所在回路的总电阻为R=R1·R2xLR1+R2xL+R2L-xL=20L2+20(Lx-x2)L2+Lx=20-20x 2L 2+Lx,故x 越大,R 越小,则当x =0时,R max =20 Ω;当x =L 时,R min =10 Ω.由于原线圈的输入电压不变,线圈匝数比不变,则副线圈的输出电压不变,即电压表示数不变,由于电阻一直减小,则电流表示数一直增大,B 、C 错误,A 正确;由电压与匝数关系有U 1U 2=n 1n 2 ,解得U 2=110 V ,电阻最小时,电流最大,有I max =U 2R min=11 A .由电流与匝数关系有I 1I max =n 2n 1解得I 1=5.5 A ,即电流表示数的最大值是5.5 A ,D 正确.10.[2024·江西省智学联盟体联考](多选)如图所示为某小型发电站远距离输电示意图,其中升压变压器输入电压U 1保持不变,降压变压器原副线圈的匝数比为200∶1,输电线路总电阻r =20 Ω.为了安全测量输电线路中的电压和电流,现在输电线路的起始端接入甲、乙两个特殊的变压器,甲、乙两个变压器中原副线圈匝数比一个是200∶1,另一个为1∶20,其中电压表的示数为220 V ,电流表的示数为5 A ,以上变压器均为理想变压器.下列判断正确的是( )A.图中a 为电压表,b 为电流表B .用户端的电压U 4为220 VC .输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5%D.若用户端接入的用电设备变多,电流表示数变小答案:AC解析:对变压器甲乙的连接方式分析可知,甲为电压互感器,乙为电流互感器,A 正确;由变压器甲可知U 2=200×220 V =44 000 V ,由变压器乙可知I 2=5×20 A =100 A ,则U 3=U 2-I 2r =42 000 V ,用户端的电压U 4=42 000200V =210 V ,B 错误;输电线路上损耗的功率约占输电总功率的η=I 22 r U 2I 2 =122≈4.5%,C 正确;若用户端接入的用电设备变多,降压变压器次级电阻减小,次级电流变大,输电线上的电流变大,则电流表示数变大,D 错误.。
远距离输电习题

远距离输电(学案)1. 主要问题:电流的热效应导致电能转化为热能损失掉,关键减少 上的电能的损失: P 耗=I 2R 线 2.方法:①减小输电线的 ,如采用电阻率 的材料;加大导线的 。
②提高输电 ,减小输电 。
3.交流电远距离高压输电电路模式如图所示。
4.远距离高压输电的几个基本关系: ①功率关系:②电流、电压关系:③输电电流:④输电导线上损耗的电功率例1.马鞍山市拥有长江黄金水道而具有得天独厚的电力资源,在2010年上海世博会之前分两期兴建了总装机容量为11万千瓦的发电厂。
建成后,若采用110 kV 电压向上海输电。
已知从马鞍山到上海的输电线总电阻为10 Ω。
(1)求输电导线损耗的功率;(2)若为了降低损耗,把输电电压提高为220 kV ,求提高输电电压后比原来少损耗的功率。
例2.发电机的路端电压为220V ,输送电功率44kW ,输电线电阻为0.4Ω,则用户得到的电功率为 V ,用户得到的电功率为 kW 。
若用初、次级线圈匝数之比为1:10的变压器升压,经同样的输电线输电后,再用初、次级线圈匝数之比为10:1的变压器降压后供给用户,则用户得到的电压为 V ,用户得到的电功率为 kW 。
例3.用变压器进行远距离输电,输送的电功率为P ,输送的电压为U ,输电导线上的电阻率为ρ,导线横截面积为S ,导线总长为L ,输电线损耗的电功率P 1,用户得到的电功率为P 2则( )A .P 1=U 2S ρLB .P 1=P 2ρLU 2SC .P 2=P -U 2S ρLD .P 2=P -P 2ρLU 2S课后作业(一)1.如图所示为远距离高压输电的示意图.关于远距离输电,下列表述正确的是( )A .增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B .高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的C .在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小D .高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好2、输电线的电阻共计r ,输送的电功率为p ,输电电压为U ,则用户能得到的电功率是:( )A. PB.P -(P/U)rC.I 2RD. (P/U)r 3.发电厂发电机的输出电压为U 1,发电厂至学校的输电线电阻为R ,通过导线的电流为I ,学校的输入电压U 2,下列计算线路损耗功率的式子中正确的是( )(A)U 12/R (B)(U 1-U 2)2/R(C)I 2R (D)I (U 1-U 2)4.用电器的电阻值为R ,与交变电源的距离为L ,输电线的电阻率为ρ,用电器工作时,输电线上电流为L ,电压损失为U ∆,则输电线的横戴面积为:( ) A .R L /ρ B .U LI ∆/ρ C .LI U /∆ D .U LI ∆/2ρ5.某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P 0,输电电压为U ,输电导线的总电阻为R .则下列说法正确的是( )A .输电线上的电流I =U RB .输电线上的电流I =P 0UC .输电线上损失的功率P =(P 0U )2RD .输电线上损失的功率P =U 2R6.有一台内阻为1Ω的发电机,供应学校的照明用电,如图所示是输电原理图,两变压器已选定,输电线总电阻为4Ω,全校共有22个教室,每个教室有“220V 、40W”的灯6盏,若保证全部电灯正常发光。
高二物理远距离输电试题答案及解析
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高二物理远距离输电试题答案及解析1. 如图为远距离高压输电的示意图.关于远距离输电,下列表述不正确的是( ).A .增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B .高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的C .在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小D .高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好【答案】 C【解析】试题分析:增加输电导线的横截面积能减小电阻,根据输电过程中的电功率P 耗=I 2R ,减小电阻,有利于减少输电过程中的电能损失.故A 正确;根据P=UI 知,输电电压越高,输电电流越小,高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗.故B 正确;输送的电功率越大,则输电线上流过的电流越大,输电过程中的电能损失越大.故C 错误.高压输电必须综合考虑各种因素,电压过高时,感抗和容抗影响较大,不一定是电压越高越好.故D 正确. 【考点】电能的输送.2. 远距离输送交流电都采用高电压输电,我国正在研究比330kV 高得多的电压进行输电,采用高压输电的优点是可减小输电线上能量损失,则在输入功率不变时,使输电电压提高为原来的10倍,输电线上损失的电能将降为原来的 。
【答案】0.01【解析】在输入功率不变,由P=UI ,得I=P/U ,电压提高10倍,则电流减少为原来的,再由P 损=I 2R ,可得P 损将降为原来的,即0.01。
【考点】远距离输电3. 在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个坑口电站,输送的电功率为P =500 kW ,当使用U =5 kV 的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800度.求:(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r .(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电? 【答案】(1)r =20 Ω(2)U ′=22.4 kV【解析】(1)由于输送功率为P =500 kW ,一昼夜输送电能E =Pt =12 000度,终点得到的电能E ′=7 200度,因此效率η=60%.输电线上的电流可由I =P /U 计算,为I =100 A ,而输电线损耗功率可由P r =I 2r 计算,其中P r =4 800/24 kW =200 kW ,因此可求得r =20 Ω. (2)输电线上损耗功率P r =()2r ∝,原来P r =200 kW ,现在要求P r ′=10 kW ,计算可得输电电压应调节为U ′=22.4 kV. 【考点】远距离输电.点评:输电线上的损失功率与其电流的平方成正比,而与输电线两端的电压的平方成反比.4. 电厂发电机的输出电压250V ,输出功率为10kW ,在进行远距离输电时,输电线总电阻为5Ω,则A .直接输电,用户两端的电压只有50VB .若要求用户两端的电压为220V ,则应配备原、副线圈匝数比为1:4 (发电厂)和5:1(用户端)的变压器C.若要求输电线损耗的功率仅为总功率的5%,升压变压器原、副线圈匝数比为1:4D.若用10000V的高压输电,输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%【答案】ACD【解析】电厂发电机的输出电压250V,输出功率为10kW,输电电流为40A,则导线书号电压为U=IR=200V,所以用户两端的电压只有50V,A对;原、副线圈匝数比为1:4 (发电厂),则电压提升到1000V同时减为10A,则导线电压损耗为50V,用户端输入变压器电压为950V,要想得到220V,线圈匝数比为95:22,所以B错。
高中物理【变压器 远距离输电】典型题(带解析)
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高中物理【变压器 远距离输电】典型题 1.如图所示,半径为L =1 m 的金属圆环,其半径Oa 是铜棒,两者电阻均不计且接触良好.今让Oa 以圆心O 为轴,以角速度ω=10 rad/s 匀速转动,圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B =2 T 的匀强磁场中.从圆心O 引出导线,从圆环上接出导线,并接到匝数比为n 1∶n 2=1∶4的理想变压器原线圈两端.则接在副线圈两端的理想电压表的示数为( )A .40 VB .20 VC .80 VD .0解析:选D .由于Oa 以圆心O 为轴,以角速度ω=10 rad/s 匀速转动,产生恒定的感应电动势,变压器铁芯中磁通量不变,接在副线圈两端的理想电压表的示数为0,选项D 正确.2.在如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=22∶1,原线圈接u 1=2202sin 100πt (V)的交变电流,电阻R =10 Ω,电流表、电压表均为理想电表,则( )A .电压表的读数为10 2 VB .电流表的读数为22 AC .电阻R 消耗的功率为10 2 WD .变压器的输入功率为10 W解析:选D .输入电压的有效值为U 1=E m 2=220 V ,根据U 1U 2=n 1n 2得U 2=n 2n 1U 1=10 V ,故选项A 错误;电流表的示数为I 2=U 2R=1 A ,故选项B 错误;电阻消耗的功率为P 2=U 2I 2=10 W ,故选项C 错误;理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率,故选项D 正确.3.如图所示,理想变压器原、副线圈中分别接有电阻R 1、R 2,R 1=R 2=10 Ω,原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=2∶1,R 2两端电压为10 V ,则R 1两端的电压为( )A .5 VB .10 VC .15 VD .20 V解析:选A .设R 1两端的电压为U R 1,原、副线圈回路中电流分别为I 1、I 2,由理想变压器的电流关系I 1∶I 2=n 2∶n 1,而I 1=U R 1R 1,I 2=U 2R 2,联立以上三式并代入数据得U R 1=5 V ,所以选项A 正确.4.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1 900匝;原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1,负载两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为( )A .380 V 和5.3 AB .380 V 和9.1 AC .240 V 和5.3 AD .240 V 和9.1 A解析:选B .当变压器输出电压调至最大时,由U 1U 2=n 1n 2得U 2=n 2n 1U 1=1 9001 100×220 V =380 V ,由P 1=P 2,P 1=U 1I 1,P 2=U 2I 2,得I 1=P 2U 1=2 000220A =9.1 A ,选项B 正确. 5.如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2,在T 的原线圈两端接入一电压u =U m sin ωt 的交流电源,若输送电功率为P ,输电线的总电阻为2r ,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为( )A .⎝⎛⎭⎫n 1n 2U 2m 4rB .⎝⎛⎭⎫n 2n 1U 2m 4r C .4⎝⎛⎭⎫n 1n 22⎝⎛⎭⎫P U m 2r D .4⎝⎛⎭⎫n 2n 12⎝⎛⎭⎫P U m 2r解析:选C .升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1=U m 2;由变压关系可得U 1U 2=n 1n 2,则U 2=n 2U m 2n 1;因为输送电功率为P ,输电线中的电流为I 2=P U 2=2n 1P n 2U m ,则输电线上损失的电功率为ΔP =I 22(2r )=4n 21P 2rn 22U 2m,故选项C 正确. 6.如图所示,理想变压器的原线圈接在u =2202·sin 100πt (V)的交流电源上,副线圈接有R =55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )A .原线圈的输入功率为220 2 WB .电流表的读数为1 AC .电压表的读数为110 2 VD .副线圈输出交流电的周期为50 s解析:选B .由交流电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为220 2 V ,故有效值为U 1=220 V ,由U 1U 2=n 1n 2,故副线圈电压的有效值为U 2=110 V ,故输出功率P 2=U 22R=220 W ,再由输入功率等于输出功率知,P 1=P 2=220 W ,A 项错误;根据欧姆定律知,I 2=U 2R =2 A ,由I 1I 2=n 2n 1,得I 1=1 A ,故电流表读数为1 A ,所以B 项正确;电压表的读数为有效值,即U 2=110 V ,C 项错误;由交流电压的表达式可知,ω=100π rad/s ,又T =2πω,解得T =0.02 s ,所以D 项错误.7.(多选)如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,图中电表均为理想电表,R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),L 1和L 2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ,下列说法正确的是( )A .交流电压的频率为50 HzB .电压表的示数为11 VC .当照射R 的光强增大时,电流表的示数变大D .若L 1的灯丝烧断后,电压表的示数会变小解析:ABC .由题图乙可知交流电压周期T =0.02 s ,所以频率为f =1T=50 Hz ,故A 正确;原线圈接入电压的最大值是220 2 V ,所以原线圈接入电压的有效值是U =220 V ,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,所以副线圈两端电压是11 V ,所以电压表的示数为11 V ,故B 正确;R 阻值随光强增大而减小,根据I =U R知副线圈电流增加,副线圈输出功率增加,根据能量守恒定律,可知原线圈输入功率也增加,原线圈电流增加,所以电流表的示数变大,故C 正确;当L 1的灯丝烧断后,变压器的输入电压不变,根据变压比公式,输出电压也不变,故电压表读数不变,故D 错误.8.如图甲所示电路中,L 1、L 2、L 3为三只“6 V 3 W ”的灯泡,变压器为理想变压器.各电表均为理想电表.当ab 端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光.下列说法正确的是( )A .变压器原副线圈的匝数比为1∶2B .副线圈两端输出的交流电频率为50 HzC .电流表的示数为0.5 AD .电压表的示数为18 V解析:选B .灯泡正常发光时的电流I 0=36A =0.5 A ,则副线圈中电流I 2=2I 0,而原线圈中电流I 1=I 0,则变压器原副线圈的匝数比n 1∶n 2=I 2∶I 1=2∶1,选项A 错误;由乙图可知交流电的周期T =0.02 s ,则频率f =1T=50 Hz ,变压器不改变交流电的频率,选项B 正确;电流表的示数I A =I 2=2I 0=1 A ,选项C 错误;因灯泡正常发光,则副线圈的两端电压U 2=6 V ,则原线圈两端电压U 1=n 1n 2U 2=12 V ,电压表示数为12 V ,选项D 错误. 9.如图甲所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出交流电的电动势图象如图乙所示,经原、副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一个灯泡供电如图丙所示,副线圈电路中灯泡额定功率为22 W .现闭合开关,灯泡正常发光.则( )A .t =0.01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零B .交流发电机的转速为100 r/sC .变压器原线圈中电流表示数为1 AD .灯泡的额定电压为220 2 V解析:选C .由图乙可知,当t =0.01 s 时,感应电动势为零,则此时穿过线框回路的磁通量最大,故选项A 错误;由图乙可知,交流电的周期为0.02 s ,则转速为n =1T=50 r/s ,故选项B 错误;原线圈输入电压有效值为22 V ,则副线圈的电压为22×10 V =220 V ;由P=UI 可知,副线圈电流I 2=P U =22220 A =0.1 A ,则由I 1I 2=n 2n 1求得I 1=1 A ,故选项C 正确;灯泡正常发光,故额定电压为220 V ,故选项D 错误.10. (多选)如图所示,矩形线圈abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路.线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动,磁场只分布在bc 边的左侧,磁感应强度大小为B ,线圈面积为S ,转动角速度为ω,匝数为N ,线圈电阻不计.下列说法正确的是( )A .将原线圈抽头P 向上滑动时,灯泡变暗B .电容器的电容C 变大时,灯泡变暗C .图示位置时,矩形线圈中瞬时感应电动势最大D .若线圈abcd 转动的角速度变为2ω,则变压器原线圈电压的有效值为NBS ω解析:选AD .在图中将原线圈抽头P 向上滑动时,原线圈的匝数变大,故输出的电压变小,灯泡变暗,选项A 正确;电容器的电容C 变大时,电容器对电流的阻碍作用变小,故灯泡变亮,选项B 错误;图示位置时,线圈位于中性面位置,故矩形线圈中瞬时感应电动势最小,选项C 错误;若线圈abcd 转动的角速度变为2ω,且线圈转动一周只有半周产生感应电压,在这半周中,电压的最大值是2NBS ω,设变压器原线圈电压的有效值为U ,则(2NBS ω)2R ·T 2=U 2R·T ,即U =NBS ω,选项D 正确.11.(多选)国家电网公司推进智能电网推广项目建设,拟新建智能变电站1 400座.变电站起变换电压作用的设备是变压器,如图所示,理想变压器原线圈输入电压u =2002·sin (100πt )V ,电压表、电流表都为理想电表.下列判断正确的是( )A .输入电压有效值为200 V ,电流频率为50 HzB .S 打到a 处,当变阻器的滑片向下滑动时,两电压表的示数都增大C .S 打到a 处,当变阻器的滑片向下滑动时,两电流表的示数都减小D .若变阻器的滑片不动,S 由a 处打到b 处,电压表V 2和电流表A 1的示数都减小解析:选AD .输入电压的最大值U 1m =200 2 V ,有效值U 1=20022V =200 V ,由瞬时值表达式知,角速度ω=100π rad/s ,频率f =ω2π=100π2πHz =50 Hz ,故A 正确;S 打到a 处,滑片向下滑动,原线圈电压不变,原、副线圈匝数比不变,副线圈电压不变,副线圈电阻减小,电流增大,电流表A 2示数增大,故B 、C 错误;若变阻器的滑片不动,S 由a 处打到b 处,副线圈匝数减少,输入电压不变,输出电压减小,电压表V 2示数减小,输出功率P 2=U 22R减小,根据输入功率等于输出功率,P 1=U 1I 1减小,U 1不变,则I 1减小,即电流表A 1的示数减小,故D 正确.12.教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电,电路如图所示,理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ,R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的12,则( )A .R 消耗的功率变为12P B .电压表V 的读数变为12U C .电流表A 的读数变为2ID .通过R 的交变电流频率不变解析:选B .发电机线圈的转速变为原来的12时,电动势的最大值、有效值均变为原来的12,所以电压表的读数变为原来的12,B 正确;R 两端的电压变为原来的12,根据P =U 2R 可知,R 消耗的功率变为原来的14,A 错误;由于输出功率变为原来的14,电压减小到一半,根据P =UI 可知,电流变为原来的12,电流表的读数变为原来的12,C 错误;由于转速变为原来的12,则交变电流的频率变为原来的12,D 错误. 13.如图所示,为了浴室用电安全,某同学用理想变压器给浴室降压供电,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,原线圈输入交变电压u =311sin (100πt ) V .已知照明灯额定功率为44 W ,排气扇电动机内阻为1 Ω,电流表示数为2 A ,各用电器均正常工作,电表均为理想表.则( )A .电压表示数为62 VB .变压器的输入功率为186 WC .排气扇输出功率为43 WD .保险丝熔断电流不得低于2 A解析:选C .原线圈输入电压最大值为U m =311 V ,原线圈输入电压为U 1=220 V ,根据变压器变压公式,U 1∶U 2=5∶1,可知副线圈输出电压U 2=44 V ,选项A 错误;变压器的输出功率为P 出=U 2I 2=44×2 W =88 W ,根据变压器输入功率等于输出功率,可知变压器输入功率为P 入=88 W ,选项B 错误;由P 出=P 灯+P =44 W +P =88 W 可得,P =44 W ,照明灯中电流I 灯=P 灯U 2=1 A ,排气扇中电流I =I 2-I 灯=1 A ,排气扇内阻发热功率为P 内=I 2r =1 W ,由P =P 内+P 出′可得排气扇输出功率为P 出′=43 W ,选项C 正确;由P 入=U 1I 1,解得保险丝中电流I 1=0.4 A ,即保险丝熔断电流不得低于0.4 A ,选项D 错误.14.(多选)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表A 接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U a b 和U c d ,则( )A .U a b ∶U c d =n 1∶n 2B .增大负载电阻的阻值R ,电流表的读数变小C .负载电阻的阻值越小,cd 间的电压U c d 越大D .将二极管短路,电流表的读数加倍解析:选BD .变压器的变压比U 1U 2=n 1n 2,其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压.U 1=U a b ,由于二极管的单向导电特性,U c d ≠U 2,选项A 错误;增大负载电阻R 的阻值,负载的电功率减小,由于P 入=P 出,且P 入=I 1U a b ,所以原线圈上的电流I 1减小,即电流表的读数变小, 选项B 正确; c 、d 端的电压由输入电压U a b 决定,负载电阻R 的阻值变小时,U c d 不变,选项C 错误; 根据变压器上的能量关系有E 输入=E 输出,在一个周期T 的时间内,二极管未短路时有U a b I 1T =U 2R ·T 2+0(U 为副线圈两端的电压),二极管短路时有U a b I 2T =U 2RT ,由以上两式得I 2=2I 1,选项D 正确.。
专题06 远距离输电(解释版)-备战期末高二物理
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专题06远距离输电一、单选题1.(22-23高二下·山东威海·期末)某小区的输电线路如图所示,两变压器均为理想变压器,输电线的总电阻8R =Ω。
发电站发电机的输出功率为100kW ,输出电压为250V ,输电线上损失的功率5kW P ∆=。
已知小区用电电压为220V ,发电机的输出电压恒定。
下列说法正确的是()A .升压变压器副线圈电压为400VB .降压变压器原副线圈匝数比为200:11C .小区用电量增加时,输电线上损耗的功率增大D .小区用电量增加时,升压变压器副线圈两端电压增大2.(22-23高二下·广东广州·期末)我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV 和330kV ,输电干线已经采用500kV 的超高压,西北电网的电压甚至达到750kV ,远距离输电线路的示意图如图所示,若输送的总功率为P ,输电电压为U ,输电线的总电阻为R ,则正确的是()A .采用高压输电是为了加快输电的速度B .升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压C .输电线上的电流UI R=D .输电线上损失的功率2P P RU ⎛⎫= ⎪⎝⎭线3.(22-23高二下·四川内江·期末)为尽量减少输电线的功率损耗,把功率为4⨯的电能,用铝导线输110kW送到10km以外的地方,要使功率损失为输送功率的10%,用220V的电压输电,导线横截面积大约需要62⨯,显然这样的导线太粗了。
在输送相同功率和能耗损失相同的情况下,以下方案可行的是()1.210mmA.用22kV的电压输电,导线的横截面积大约需要212mmB.用220kV的电压输电,导线的横截面积大约需要20.12m mC.用2200kV的电压输电,导线的横截面积大约需要20.012mmD.为降低输电功率损失,输电电压越高越好4.(22-23高二下·浙江宁波·期末)如图甲所示,我国西部山区建有许多水电站,极大改善了当地居民的生产、生活,如图乙所示为某水电站远距离输电的原理图。
高考物理专题80变压器远距离输电练习含解析
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专题80 变压器 远距离输电1.变压器联系着两个电路:原线圈电路、副线圈电路.原线圈在原线圈电路中相当于一用电器,副线圈在副线圈电路中相当于电源.2.变压器的输入电压决定输出电压,但输入电流、功率却由输出电流、功率决定.3.远距离输电示意图中涉及三个电路,在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器.1.(多选)(2020·安徽安庆市三模)如图1所示,为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送,再经变电所将高压变为低压.某变电所将电压u 0=11 000 2 sin 100πt (V)的交流电降为220 V 供居民小区用电,则变电所变压器( )图1A .原、副线圈匝数比为50∶1B .副线圈中电流的频率是50 HzC .原线圈的导线比副线圈的要粗D .输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和答案 AB解析 降压变压器输入电压的最大值为11 000 2 V ,则有效值为11 000 V ,则n 1n 2=U 1U 2=11 000220=501,故A 正确.交流电的频率f =ω2π=100π2πHz =50 Hz ,经过变压器后,交流电的频率不变,故B 正确.降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流,则副线圈导线比原线圈导线粗,故C 错误.副线圈的电流等于居民小区各用电器电流总和,而原、副线圈的电流不等,所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和,故D 错误.2.(2020·广西池州市期末)一种可视为理想变压器的铭牌如图2所示,根据所提供的信息,以下判断正确的是( ) 型号:PKT -12-3 000输入参数:220 V 50 Hz输出参数:12 V 3.0 A图2A .副线圈的匝数比原线圈多B .当变压器输出为12 V 和3 A 时,原线圈电流为9255 AC .当原线圈输入交流电压220 V 时,副线圈输出直流电压12 VD .当原线圈输入交流电压110 V 时,副线圈输出交流电压6 V答案 D解析 根据铭牌U 1=220 V>U 2=12 V ,可知是降压变压器,根据变压比公式U 1U 2=n 1n 2=22012=553,n 1>n 2,A 错误;当原线圈输入交流电压220 V 时,副线圈输出交流电压12 V ,根据P 1=P 2知I 1=U 2I 2U 1=12×3220 A =955A ,B 错误;变压器变压后交流电频率不变,当原线圈输入交流电压220 V 时,副线圈输出交流电压12 V ,C 错误;当原线圈输入交流电压110 V 时,根据220 V 12 V=n 1n 2=110 V U 2,可知副线圈中输出交流电压6 V ,D 正确. 3.(多选)(2020·海南新高考3月诊断)如图3所示,一变压器原、副线圈匝数比为3∶1,原线圈输入电压u =152sin 50πt (V),副线圈接有理想交流电压表和一电阻,电阻的阻值为2 Ω,则下列说法正确的是( )图3A .输入电压的频率为50 HzB .电压表的示数为5 VC .电阻的电功率为25 WD .当输入电压u 的最大值不变而频率升高时,电阻的电功率不变答案 BD解析 原线圈输入电压u =152sin 50πt (V),则角速度为ω=50π rad/s ,所以原线圈中交流电的频率f =ω2π=25 Hz ,所以输入电压的频率为25 Hz ,故A 错误;原线圈输入电压u =15 2 sin 50πt (V),则原线圈输入电压的最大值为U m =15 2 V ,原线圈两端的电压有效值为U 1=1522V =15 V ,电压表显示的是副线圈的输出电压有效值,根据公式U 1U 2=n 1n 2可知电压表的示数为U 2=13U 1=5 V ,故B 正确;电阻的电功率P R =U 22R =522W =12.5 W ,故C 错误;当输入电压u 的最大值不变,则原线圈输出电压有效值恒定,故副线圈的输入电压恒定不变,所以电阻的功率不变,故D 正确.4.(多选)(2020·四川德阳市二诊)如图4甲所示,一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2,其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电,副线圈通过电流表与负载电阻R 相连.若交流电压表和交流电流表都是理想电表,则下列说法中正确的是( )图4A .变压器输入电压的最大值是220 VB .电压表的示数是40 VC .若电流表的示数为0.50 A ,变压器的输入功率是20 WD .原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 Hz答案 BC解析 由题图乙可知交流电压最大值U m =220 2 V ,故A 错误;输入电压的有效值为220 V ,根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数U 2=211U 1=40 V ,电压表的示数是40 V ,选项B 正确;流过电阻中的电流为0.5 A ,变压器的输入功率是P 入=P 出=U 2I 2=40×0.5 W=20 W ,故C 正确;变压器不改变频率,由题图乙可知交流电周期T =0.02 s ,可由周期求出正弦交变电流的频率是50 Hz ,故D 错误.5.(多选)(2020·山东潍坊市期末)在图5甲所示的理想变压器a 、b 端加上如图乙所示的交变电压.已知变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,R 1为热敏电阻(温度升高时,其电阻减小),R 为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表.下列判断正确的是( )图5A .电压表V 1的示数为22 VB .电压表V 2的示数为5.5 2 VC .R 1处温度升高时,V 1示数与V 2示数的比值变小D .R 1处温度升高时,V 1示数与V 2示数的比值变大答案 AD解析 电压表V 1测的是原线圈两端的电压,即输入电压的有效值,由题图乙可知U 1=2222V =22 V ,A 正确;原、副线圈的匝数比为4∶1,所以副线圈两端的电压为5.5 V ,电压表V 2测的是R 1两端的电压,应该小于5.5 V ,B 错误;R 1处温度升高时,R 1的阻值减小,R 的阻值不变,则R 1分得的电压变小,V 2的示数变小,而V 1的示数不变,所以V 1的示数与V 2的示数的比值变大,C 错误,D 正确.6.(多选)如图6所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图,它是一个可调压的理想变压器,原线圈接入交变电流的电压有效值为U 0=220 V ,n 0=2 200匝,挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1 100匝、2 200匝.电动机M 的内阻r =4 Ω,额定电压U =220 V ,额定功率P =110 W .下列判断正确的是( )图6A .当选择挡位3时,电动机两端电压为110 VB .当挡位由3变换到2时,电动机的功率减小C .当选择挡位2时,电动机的热功率为1 WD .当选择挡位4时,电动机的输出功率为110 W答案 AB解析 由电压与匝数的关系U 0∶U 3=n 0∶n 3,可得U 3=110 V ,A 正确;当挡位由3变换到2时,输出电压减小,电动机的功率减小,B 正确;在额定功率的情况下,电动机的额定电流为I =P U =0.5 A ,热功率P r =I 2r =1 W ,输出功率为P 出=P -P r =(110-1) W =109 W ,D 错误;没有达到额定功率时,热功率小于1 W ,C 错误.7.(2020·天津市河西区3月调研)如图7所示,原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器,b 是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u 1=310sin 314t (V),则( )图7A .当单刀双掷开关与a 连接时,电压表的示数为3.1 VB .副线圈两端的电压频率为50 HzC .当单刀双掷开关由a 扳向b 时,原线圈输入功率变小D .当单刀双掷开关由a 扳向b 时,电压表和电流表的示数均变小答案 B解析 c 、d 两端电压的有效值U =U m 2=3102V ,当单刀双掷开关与a 连接时,原线圈的电压的有效值为U ,根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压的有效值为U 2=3101002V≈2.2 V,电压表的示数为电压的有效值,所以示数为2.2 V ,故A 错误;变压器不改变交流电的频率,由ω=2πf =314 rad/s ,解得原线圈两端的电压频率为50 Hz ,所以副线圈两端的电压频率也为50 Hz ,所以B 正确;若将单刀双掷开关由a 拨向b ,由于原线圈的匝数变小,导致副线圈的电压增大,电流增大,两电表的示数均变大,副线圈的输出功率变大,由于原线圈输入功率和副线圈输出功率相等,所以原线圈输入功率变大,故C 、D 错误.8.(2020·全国第五次大联考)如图8甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数分别为 1 000匝和100匝,R 1=5 Ω,R 2=10 Ω,电容器的电容C =100 μF.已知电容器上极板所带电荷量q 按图乙所示的正弦规律变化,则下列判断正确的是( )图8A .电阻R 1的电功率为20 WB .原线圈输入电压的有效值为100 VC .穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2 Wb/sD .变压器原线圈中电流的周期为0.4 s答案 C解析 副线圈电压的最大值U 2m =q C =20 V ,有效值U =10 2 V ,电阻R 1的电功率P 1=U 2R 1=40 W ,A 项错误;原线圈输入电压的有效值为100 2 V ,B 项错误;穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值U 1m n 1=U 2m n 2=0.2 Wb/s ,C 项正确;由题图乙知,副线圈中电流的周期为0.04 s ,而变压器不能改变交变电流的周期,故原线圈中电流的周期也为0.04 s ,D 项错误.9.(多选)(2019·安徽蚌埠市第二次质检)如图9所示,电路中的变压器为理想变压器,U 为正弦式交变电压,R 为变阻器,R 1、R 2是两个定值电阻,A 、V 分别是理想电流表和理想电压表,则下列说法正确的是( )图9A .闭合开关S ,电流表示数变大、电压表示数变小B .闭合开关S ,电流表示数变小、电压表示数变大C .开关S 闭合时,变阻器滑片向左移动的过程中,电流表、电压表示数均变小D .开关S 闭合时,变阻器滑片向左移动的过程中,电流表、电压表示数均变大答案 AC解析 闭合开关S ,负载总电阻变小,变压器的输出功率增大,副线圈的电流增大,根据I 1I 2=n 2n 1可知变压器的输入电流增大,即电流表示数变大,变阻器R 两端电压增大,根据串联分压可知变压器的输入电压减小,根据U 1U 2=n 1n 2可知变压器的输出电压减小,电压表示数变小,故A 正确,B 错误;开关S 闭合时,变阻器滑片向左移动的过程中,变阻器R 的阻值增大,两端电压增大,根据串联分压可知变压器的输入电压减小,根据U 1U 2=n 1n 2可知变压器的输出电压减小,电压表示数变小,根据欧姆定律可知副线圈的电流减小,根据I 1I 2=n 2n 1可知变压器的输入电流减小,即电流表示数变小,故C 正确,D 错误.10.(2020·江西吉安市期末)如图10所示为节日彩灯供电电路图,变压器为理想变压器,所有灯泡相同,在A 、B 两端接入电压恒定的正弦交流电,若发现灯泡的灯光较暗,为使灯泡正常发光,需要调节滑动变阻器R 2的滑片,下列调节及结果判断正确的是( )图10A .应将滑动变阻器R 2滑片向右移B .调节后,变压器原线圈输入电压变小C .调节后,电阻R 1消耗的功率变小D .调节后,滑动变阻器R 2两端的电压增大答案 B解析 设A 、B 端输入的电压为U ,原线圈中的电流为I ,则U =IR 1+(n 1n 2)2I (R 2+R L ),其中R L 为灯泡的总电阻,为使灯泡变亮,电流I 需要增大,R 2需要减小,滑片应向左移,A 项错误;原线圈中电流增大,R 1消耗的功率增大,其电压增大,变压器原线圈输入的电压减小,B 项正确,C 项错误;副线圈两端的电压减小,灯泡两端的电压增大,因此滑动变阻器R 2两端的电压减小,D 项错误.11.(多选)(2020·广东佛山市二模)如图11所示,某学习小组模拟远距离输电,手摇发电机产生e =102sin 8πt (V)稳定的交流电.通过升、降压比相同(n 1∶n 2=n 4∶n 3)的两个变压器给三个相同的灯泡供电.若变压器为理想变压器.则( )图11A .闭合开关S 1,灯泡L 1两端电压为10 VB .闭合开关,通过灯泡电流的频率都为4 HzC .开关全闭合时,输电线消耗的电功率最大D .依次闭合开关S 1、S 2、S 3,直至三个开关全部闭合,在此过程中灯泡L 1越来越亮 答案 BC解析 升压变压器原线圈电压有效值为U 1=1022V =10 V ,升压变压器和降压变压器匝数比相同,但因输电导线上有电压损失,可知降压变压器的次级电压小于10 V ,即闭合开关S 1,灯泡L 1两端电压小于10 V ,选项A 错误;交流电的频率为f =ω2π=8π2πHz =4 Hz ,变压器不改变交流电的频率,可知闭合开关,通过灯泡电流的频率都为4 Hz ,选项B 正确;开关全闭合时,降压变压器输出消耗的功率最大,次级电流最大,初级电流也是最大,输电线上的电流最大,根据P =I 2r 可知,此时输电线消耗的电功率最大,选项C 正确;依次闭合开关S 1、S 2、S 3,直至三个开关全部闭合,在此过程导线上的电流越来越大,降压变压器初级电压逐渐减小,次级电压逐渐减小,则灯泡L 1两端电压逐渐减小,即L 1越来越暗,选项D 错误.12.(多选)(2019 ·浙南名校联盟期末)位于温州乐清市磐石镇的温州发电厂,是浙江省跨世纪重点能源工程之一,其中一期工程输送功率为70 MW ,发电机的输出电压随时间变化如图12甲所示.通过如图乙所示的电路向县域输电,其中输电电压为70 kV ,输电线总电阻为4 Ω,在用户端用理想降压变压器把电压降为220 V ,忽略降压变压器到用户的输电线上的电阻.以下说法正确的是( )图12A .用户端交变电流频率为50 HzB .降压变压器原、副线圈匝数比为300∶1C .0~0.01 s 发电机线圈磁通量的变化量为零D .输电线上损失的功率为4×108W答案 AB解析 由题图甲知f =1T =50 Hz ,变压器不改变交变电流的频率,所以用户端交变电流的频率为50 Hz ,故A 正确;输电线上的电流I =P U =70×10670×103 A =103 A ,输电线上的电压损失为U 损=IR =4×103 V ,降压变压器原线圈两端的电压U 1=U -U 损=66×103V ,降压变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2=U 1U 2=66×103220=3001,故B 正确;0~0.01 s 为半个周期,发电机线圈磁通量的变化量为2BS ,故C 错误;输电线上损耗的功率P 损=I 2R =4×106 W ,故D 错误.13.(2020·河南、广东、湖北、湖南四省部分学校联考)如图13所示为远距离交流输电的简化电路图,升压变压器与发电厂相连,降压变压器与用户相连,两变压器均为理想变压器,发电厂输出发电功率P 、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变.当升压变压器原、副线圈匝数比为k 时,用户得到的功率为P 1,则当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk 时,用户得到的电功率为( )图13A .(1-n 2k 2)P +n 2k 2P 1B .(1-n 2)P +n 2P 1C .(1-1n 2k2)P +P 1n 2k 2 D .(1-1n 2)P +P 1n2 答案 B解析 原、副线圈的匝数比为k ,根据变压器的规律可得I ∶I 1=1∶k据能量守恒可得P -P 1=I 12R =k 2I 2R当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk 时,用户得到的功率为P 1′=(1-n 2)P +n 2P 1.。
鲁科版高中物理 第4节 电能的远距离输送 课后练习、课时练习
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一、单选题(选择题)1. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电,两变压器均为理想变压器,发电机的输出电压及输电线的电阻均不变.在用电高峰期,随着用户耗电量的增大,发电厂的输出功率增大,下列说法正确的是()A.用户总电阻变大B.降压变压器的输入电压变小C.输电线上损耗的功率变小D.通过升压变压器原线圈的电流变小2. 随着5G网络建设热潮的开启,中国5G基站的数量快速增长,实现5G网络覆盖的城市也越来越多。
但是5G基站单系统功耗量为4kW(基站用电器功率),而在4G时代,基站单系统功耗仅为1kW。
目前困扰5G发展的大难题是供电。
如图所示。
某基站距离100kV主供电线路约为5km,线路电阻为40Ω。
现要将4G基站改造为5G基站,而且线路损耗为总功耗的20%,在只更换变压器(均为理想变压器)的前提下,高压变压器的原、副线圈匝数比应变为()A.25:1 B.50:1 C.100:1 D.400:33. 2020年9月,中国发布“双碳战略”,计划到年实现碳达峰、年实现碳中和。
电力作为远程输送能量的载体,特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。
若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下,从原来的高压输电升级为的特高压输电,下列说法正确的是()A.若输电线不变,则输电线中的电流变为原来的倍B.若输电线不变,则输电线上损失的电压变为原来的C.若输电线不变,则输电线上损失的功率变为原来的D.若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线,则输电线上损失的功率不变4. “西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。
在输送功率一定的情况下,将输电电压提高为原来的4倍,则输电导线上的电能损失将减小为原来的()A.B.C.D.5. 如图是远距离输电的原理图,图中变压器为理想变压器,T1为升压变压器,其输入端接电压有效值恒定的正弦式交变电源,输电线的总电阻为定值r,T2为降压变压器,其输出端接阻值相等的恒定电阻R1、R2,开关S处于断开状态。
高中物理-----交变电流远距离输电专题训练(有答案)
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远距离输电专题训练1.如图所示为远距离输电示意图,线路总电阻为r,发电厂输出电压不变,三个回路的电流依次为I1、I2(I3)、I4,两变压器均为理想变压器,左侧变压器输入电压为U1,输出电压为U2;下侧变压器输入电压为U3,输出电压为U 4,以下选项正确的是(ACD)多选A.若用户消耗的功率增大,I2随之增大B.若用户消耗的功率增大,U4随之增大C.U2=U3+I2rD.U1I1=I22r+U4I42.如图所示为远距离输电的电路图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,已知U1和输电线的电阻r均保持不变.闭合开关S后,下列说法正确的是(CD)多选A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电流减小C.输电线上损耗的功率增大D.U4交流电的频率等于U1的频率3.如图为远距离输电示意图,n1、n2和,n3、n4分别是升、降压变压器的原、副线圈,已知发电机的输出电压一定。
用电高峰时,某同学发现当他家的大功率电器开启后,家中的自炽灯变暗。
下列说法正确的是(B)A.该同学家开启大功率电器后,输电线上损失的功率减小B.若减小降压变压器原线圈n3的匝数,可能会使白炽灯正常发光C.若减小降压变压器副线圈n4的匝数,可能会使自炽灯正常发光D.若减小升压变压器副线圈n2的匝数,可能会使白炽灯正常发光4.如图所示为某山区小型电站输电示意图,发电厂发出U1=220sin100πt (V)的交流电通过变压器升压后进行高压输电,接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电,图中高压输电线部分总电阻为r,负载端的电压表是理想交流电表,下列有关描述正确的是(BC)多选A.若开关S1、S2都断开,则电压表示数为零B.负载端所接收到交流电的频率为50HzC.深夜开灯时灯特别亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故D.用电高峰期灯泡较暗,可通过减少降压变压器副线圈n4的匝数来提高其亮度5.甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000kV特高压输电,不考虑其他因素的影响.则下列说法正确的是(ACD)多选A.输电电流变为原来的1/2B.输电线上损失的电压将变为原来的2倍C.输电线上损失的电功率将变为原来的1/4D.输电线上损失的电压将变为原来的1/26.远距离输电时,输送电功率为P,输电电压为U,所用导线的电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为L,输电线的损失功率为△P,用户得到电功率为P′,则下列说法正确的是(BD)多选7.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。
远距离输电训练题

人们利用发电机把天然存在的各种形式的能(水流能、煤等燃料的化学能)转化为电能,为了合理地利用这些能源,发电站要修建在靠近这些天然资源的地方,但用电的地方却分布很广,因此需要把电能输送到远方.某电站输送电压为U=6000V,输送功率为P=500kW,这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4800kWh(即4800度电),试求(1)输电效率和输电线的电阻(2)若要使输电损失的功率降到输送功率的2%,电站应使用多高的电压向外输电?一小水电站,输出的电功率为 20kW,输电线总电阻为0.50Ω,如果先用400V电压输送,后又改用 2000V电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率()A.减少50WB.减少1200WC.减少7.68×103WD.增大7.68×103w有一条流量为Q=2m3/s、落差为h=5m的河流,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240V,输电线总电阻R=30Ω,允许损失功率为输出功率的6%,则下列说法中正确的是()A.该发电机的输出功率为1×105W,用户得到的功率为4.7×103WB.输电线输送电流为10A,输电线电压损失300VC.输电所使用的理想升压变压器的匝数比为11:235D.如用理想变压器送电,则降压变压器的输出端可接“220V,100W”灯泡500盏已知河水流量为4m3/s,水流下落的高度为5m,水能发电机的效率为50%.(1)求发电机的输出功率(ρ=1×103 kg/m3,g=9.8m/s2);(2)发电机的输出电压为350V,输电线的总电阻为4Ω,线路损耗功率为输出功率的5%,若保证用户电压为220V,所用升压变压器和降压变压器的匝数之比分别是多少?某发电站通过燃烧煤来发电.每1kg煤放热500J热能,热能发电效率为0.8.发电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户,发电机输出功率是120kW,输出电压是240V,升压器原副线圈的匝数之比为1:25,输电线的总电阻为10Ω,用户需要电压为220V.则:(1)输电线上损失的电功率为多少?(2)降压器的匝数比为多少?发电机的输出功率为60Kw输出电压为400V一变压器原,副线圈匝数比为1:10.升压后向远处供电,输电线的总电阻为2Ω,到达用户后再用变压器降为220V.求:(1)输电线路上损失的电功率是多少?(2)降压变压器的变压比是多少?某学校有一台应急备用发电机,供给一学校照明用电,如图所示.升压变压器的匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,全校22个教室,每个教室用“220V,40W”的灯泡6盏,所有灯都正常发光时发电机输出的电压为226V,求(1)输电线的总电阻r为多大?(2)输电线上损耗的电功率多大?交流发电机的端电压是220伏,输出功率为4400瓦,输电导线总电阻为2欧.试求:①用户得到的电压和功率各多大?输电损失功率多大?②若发电机输出端用1:10的升压变压器升压后,经同样输电导线输送,再用10:1的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和功率又多大?有条河流,流量Q=2m3/s,落差h=5m,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240V,输电线总电阻R=30Ω,允许损失功率为发电机输出功率的6%,为满足用电的需要,使用户获得220V电压,则(1)该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少?(g取10m/s2)(2)能使多少盏“220V100W”的电灯正常发光?三峡水力发电站是我国最大的水力发电站,三峡水库二期蓄水后,水位落差约135m,水的流量约1.35×104m3/s,船只通航需要约3.5×103m3/s的流量,其余流量全部用来发电.已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10m/s2,水流冲击水轮机发电时,水流减少的机械能有20%转化为电能.(1)按照以上数据估算三峡发电站的发电功率.(2)设三口之家的生活用电的平均功率为0.5kW,如果三峡电站全部用于城市生活用电,它大约可以满足多少个百万人口城市的生活用电?输电导线的总电阻为10Ω,导线上损耗的电功率为4kW,该村的用电电压是220V.(1)输电电路如图所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;(2)如果该村某工厂用电功率为60kW,则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏?电距离为6km,若输电线上允许损失的电功率为发电机输出功率的5%.若直接输电,则输电线的电阻阻值应为;若采用高压输电,输电线总电阻为16Ω,用户处要求获得的电压为220V,则所用升压变压器原、副线圈匝数比是.一座小型水电站发电机输出功率为100KW,输出电压为500V,输电线的电阻为10Ω,允许功率损耗为输出功率的4%.求:(1)画出供电线路图(2)在用电单位需要220V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(3)如果用电单位计划生产用电60KW,其余是照明用电,那么最多可装“220V,40W”的电灯多少盏?有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电,已知发电机的输出功率是20kW,端电压为400V,升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5,两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω,降压变压器输出电压U4=220V,求:(1)升压变压器的输出电压;(2)输电线路输送电能的效率多大;(3)降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4.如图为远距离输电示意图,已知发电机的输出功率为100kw,输出电压为250V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:20,降压变压器的原、副线圈的匝数比为20:1,输电线的总电P用.一小型水电站输出的电功率为20KW,输电线总电阻为5Ω,如果发电机输出电压为400V,求:(1)直接以400V电压进行输电,输电导线上损失的电功率为多少?(2)若用变压器将电压升为2000V电压输电,则输电导线上损失电功率又为多少?(3)用2000V输电时,若用户得到的电压为220V,求所使用理想升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比各为多少?某发电机输出功率是100kw,输出电压的瞬时值表达式为,从发电机到用户间的输电线总电阻为8Ω,要使输电线上的功率损失为5%,需用变压器进行升压.求:(1)发电机输出电压U1(2)远距离的输电线路上的电流强度I线(3)升压变压器原、副线圈匝数比n1:n2.风力发电作为新型环保新能源,近几年来得到了快速发展.如图是荣成市滨海大道所建的风车阵.如果风车阵中某发电机输出功率为100kW,输出电压是250V,先后经过一升压变压器和一降压变压器传输后送到用户,设用户得到的电压是220V,输电线总电阻为10Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:(1)画出此输电线路的示意图.(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比各为多少?(3)用户得到的电功率是多少?一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为1:5,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中电抗造成电压的损失不计,求:(1)升压变压器副线圈的端电压;(2)输电线上损耗的电功率;(3)降压变压器原、副线圈的匝数比.某发电机输出功率是100kW,输出电压是250V,从发电机到用户间的输电线总电阻R是8Ω,要使输电线上的功率损失为5%,而用户得到的电压正好为220V,求升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比各是多少?某发电站的输出功率为104kW,输出电压为4kV,通过理想变压器升压后向80km远处供电.已知输电导线的电阻R=25.6Ω,输电线路损失的功率为输出功率的4%,求:(1)输电线路上的电压损失;(2)升压变压器的原副线圈匝数比n1:n2.如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V,输出的电功率为50 kW,用电阻为3 Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程,下列说确的是 ( )A.输电线上的损失功率为300 WB.升压变压器的匝数比为1∶100C.输电线上的电流为10 AD.降压变压器的输入电压为4970 V某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW,输出电压为500 V,输电线的总电阻为10 Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%,求:(1)村民和村办小企业需要220 V电压时,求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少;(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少.图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。
远距离输电经典习题

1.照明供电电路的路端电压基本上是不变的。
可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯,电灯比 深夜时要暗些。
这是因为此时( ) A.总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小 B.总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小 C.总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失电压大 D.干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电流 2 中国已投产运行的 1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原采用 500kV 的超 高压输电,输电线上损耗的电功率为 P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用 1000kV 特高 压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P/4 B.P/2 C.2P D.4P 3 某水电站,用总电阻为 2.5Ω 的输电线输电给 500km 外的用户,其输出电功率是 3×106kW.现用 500kV 电压输 电,则下列说法正确的是( )A.输电线上输送的电流大小为 2.0×105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为 15kVC.若改用 5kV 电压输电,则输电线上损失的功率为 9×108kWD.输电线上损失的功率为△P=U2/r,U 为输电电压,r 为输电线的电阻4 在远距离输电时,输送的电功率为 P,输电电压为 U,所用导线电阻率为,横截面积为 S,总长度为 L,输电线损失的电功率为,用户得到的电功率为A.. B.,则 .的关系式正确的是( )C.. D.5 如图所示,有一台交流发电机 E,通过理想升压变压器 T1 和理想降压变压器 T2 向远处用户供电,输电线的总 电阻为 R.T1 的输入电压和输入功率分别为 U1 和 P1,它的输出电压和输出功率分别为 U2 和 P2;T2 的输入电压和 输入功率分别为 U3 和 P3,它的输出电压和输出功率分别为 U4 和 P4.设 T1 的输入电压 U1 一定,当用户消耗的电 功率变大时,有( )A.U2 减小,U4 变大B.U2 不变,U3 变小C.P1 变小,P2 变小D.P2 变大,P3 变大6、2008 年 1 月 10 日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害,其中高压输电线因结冰而损毁严重.此 次灾害牵动亿万人的心.为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若 在正常供电时,高压线上输电电压为 U,电流为 I,热耗功率为 P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为 9P,则 除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A.输电电流为 9IB.输电电压为 3UC.输电电流为 I/3D.输电电压为 U/37.某小型实验水电站输出功率是 20kW,输电线路总电阻是 6Ω ,以下说法中错误的是( )A.若采用 380V 输电,输电线上的电流强度为 52.63AB.若采用 380V 输电,求输电线路损耗的功率为 16.62kWC.若改用 5000 高压输电,用户端利用 n1:n2=22:1 的变压器降压,则用户得到的电压为 226.18VD.用户端在变压器降压前获得的电压是 3976V 8.为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输送,再经变电站将高压变为低压.某变电站将电压 U0=1100 sin100πtV 的交流电降为 220V 供居民小区用电,则变电站变压器( ) A.原、副线圈匝数比为 5:1B.副线圈中电流的频率是 50HzC.原线圈的导线比副线圈的要粗D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 9.远距离输电时,在选定好符合要求的输电导线后,为了减少输电线上电能损失,应( ) A.减小输送电压,增大输送电流B.减小输送电压,减小输送电流C.提高输送电压,减小输送电流D.提高输送电压,增大输送电流10.现用 220V 和 11kV 种电压来输电,如果输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同, 则对应的两种导线横截面积之比为( )A.1:50B.50:lC.1:2500D.2500:111、发电机的输出电压为 220 伏,输出功率为 44 千瓦,每条输电线电阻为 0.2 欧,求用户得到的电压和电功率 各是多少?如果发电站先用变压比为 1:10 的升压变压器将电压升高,经同样输电线路后,再经过 10:1 的降压 变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和电功率又各是多少?12、一台交流发电机的输出电压为 250V,输出功率为 100kW,向远处输电所用输出线的总电阻为 ,要使输电线上的功率损失不超过输送功率的 5%,用户正好得到 220V 的电压.则供电处的升压变压器和用户处的降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少?答案1、C2、A 3、B 4、BD5、BD6、D 7、D8、AB 9、C 10、D11、 解析:首先要说明发电站输出的功率是一定的,当以 220 伏的电压输出时,输出电流应该是:两条输电线路的总电阻为 0.4Ω ,则导线上损失的电功率为:用户得到的电功率为在导线上损失的电压为:=200V×0.4Ω =80 伏.用户得到的电压为: 如果用 1:10 的变压器将电压升高到 2200 伏后再输送出去,则输出电流为:用户得到的电功率为在导线上损失的电压为:=20V×0.4Ω =8V.加到用户端变压器上的电压为: 经过变压器降压后输送给用户的电压为:219.2V.12、解析:升压变压器原线圈两端电压V,通过的电流:A 输电线的功率损失:W. 输电线上电流(通过升压变压器副线圈,降压变压器原线圈的电流):A. 降压变压器次级电流(用户电流):A 升压变压器原、副线圈匝数比:, 降压变压器原、副线圈匝数比:.。
高二物理远距离输电试题答案及解析

高二物理远距离输电试题答案及解析1.某发电站采用高压输电向外输送电能。
若输送的总功率为P,输电电压为U,输电线的总电阻为。
则下列说法不正确的是A.输电线上的电流B.输电线上的电流C.输电线电阻上的功率损失D.输电线电阻上的电压损失【答案】A【解析】由于输送的总功率为P,输电电压为U,故输电线上的电流为,A错误,B正确;输电线电阻上的功率损失,故C正确;输电线电阻上的电压损失,故D也正确;该题选A。
【考点】高压输电。
2.输电线的电阻为r,输送的电功率为P,用电压U 送电,则用户得到的功率为A. P B.C.D.【答案】B【解析】输电线上的电流为,输电线上的功率损失,用户得到的功率为,选项B正确。
【考点】远距离输电的功率损失问题。
3.有条河流,流量为Q=2 m3/s,落差h=5 m,现在用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240 V,输电线总电阻R=30 Ω,允许损失功率为发电机输出功率的6%,为满足用电的要求,使用户获得220 V电压,则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220 V、100 W”的电灯正常发光?【答案】6∶125235∶11470盏【解析】由题意可画出如下远距离输电示意图:电源两端的输出功率P总==ρQghη=5×104W输电线上的功率损失为P损=P总×6%=I2RI==10 A U1=240 VU2=P总/I=5×103V故升压变压器n1∶n2=U1∶U2=6∶125;U损=IR=300 VU3=U2-U损=4 700 VU4=220 V故降压变压器n3∶n4=U3∶U4=235∶11;理想变压器没有能量损失,故可正常发光的电灯数量=470盏【考点】考查了电能的输送点评:提高输电电压,从而降低电线电流,导致电线损失功率减小,用户得到功率越多.解决本题的关键知道原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压比,以及掌握输电线上损失的功率公式.4.某发电厂原来用电压为U的交流电输电,后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高后输电,1输送的电功率保持不变.若输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是A.由公式可知,提高电压后输电线上的电流降为原来的B.由公式可知,提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍C.由公式可知,提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的D.由公式可知,提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2 500倍【答案】AC【解析】根据公式可得输送电压变为原来的50倍,而输送功率不变,所以可得提高电压后输电线上的电流降为原来的,A正确,如果使用公式计算电流变化,则公式中的U表示的是输电线上损耗的电压,而不是输送电压,B错误,电流变为原来的,而输电线电阻不变,所以根据公式可得提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的,C正确,如果使用公式计算输电线上功率的损耗,则公式中U表示的是输电线上损耗的电压,而不是输送电压,D错误故选AC【考点】考查了远距离输电点评:关键是对公式中的各个字母表示的含义正确理解5.发电机的路端电压为U,经电阻为R的输电线向远方用户供电,发电机的输出功率为P,则( )A.输电线上的电流为B.输电线上的功率损失为C.用户得到的功率为D.用户得到的电压为【答案】AC【解析】根据公式可得输送电流为:,所以A正确输电线上损耗的功率为: ,B错误,所以用户得到的功率为,C正确,输电线上损耗的电压为:所以用户得到的电压为:,D错误,故选AC【考点】考查了远距离输电点评:本题涉及的物理量比较多,关键是对公式中各个物理量所代表的物理含义正确理解6.某个小水电站发电机的输出功率为100kw,发电机的电压为250V。
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—远距离输电(附答案解析)
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2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—远距离输电(附答案解析)1.(2023·辽宁沈阳市第二中学模拟)在如图所示的某地远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,如果发电厂的输出功率增大为原来的2倍,输电线上损耗的功率将增大为原来的( )A .1倍B .2倍C .4倍D .8倍2.(多选)某发电厂原来用11 kV 的交流电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到550 kV 后再输电。
若输电的电功率都是P ,输电线路的电阻均为R ,则下列说法中正确的是( )A .根据公式P 损=I 2R ,为减小输电功率损失,可以减小输电电流B .根据公式P 损=U 2R,为减小输电功率损失,可以降低输电电压 C .根据公式I =U R,提高电压后输电线上的电流增大为原来的50倍 D .根据公式I =P U ,提高电压后输电线上的电流减小为原来的1503.(2023·浙江6月选考·7)我国1 100 kV 特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。
下列说法正确的是( )A .送电端先升压再整流B .用户端先降压再变交流C .1 100 kV 是指交流电的最大值D .输电功率由送电端电压决定4.(2023·江苏徐州市一模)随着经济发展,在寒冬来临时,用电需求增加,当火力发电供应紧张时,通过远距离调度方式,会及时将其他地区的风力发电、太阳能发电并入电网保障电力供应。
如图是远距离输电的原理图,假设发电厂输出电压恒定不变,两个变压器均为理想变压器。
当用户用电器增加(假设所有用电器均可视为纯电阻),下列说法正确的是()A.降压变压器的输出电流I4减小B.输电线上损失的功率减小C.升压变压器的输出电压U2增大D.发电厂输出的总功率增大5.(2024·广东河源市联考)如图所示为远距离交流输电的原理示意图,其中各个物理量已经在图中标出,下列说法正确的是()A.变压器线圈的匝数关系为n1>n2,n3<n4B.升压变压器可以提高输电电压,从而提高输电功率C.输电电路中的电流关系为I1>I线>I4D.发电机的输出功率不变时,输电电压越高,输电线上损失的功率越小6.(多选)(2023·福建福州市三模)如图甲所示为可24小时连续发电的敦煌105千瓦熔盐塔式光热电站,太阳能光热发电被认为是具备成为基础负荷电源潜力的新兴能源应用技术,敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站借助良好的电网基础优势,将新能源不断输送至全国各地。
鲁科版选修(3-2)第四章《远距离输电》word练习题(附答案)..

(时间:90分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1.关于三相交流发电机的使用,下列说法中正确的是( ) ①三相交流发电机发出三相交变电流,只能同时用三相交变电流 ②三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机,分别单独向外传送三组单相交变电流③三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电,任何情况下都不能少一根输电线④如果三相负载完全相同,三相交流发电机也可以用三根线(都是火线)向外输电 A .①③ B .①④ C .②③ D .②④解析:选D.在一个发电机中安装三组独立互成120°角的线圈,发电机就产生三相独立的交变电流,可以同时使用,也可以不同时使用,①错,②对;三相交流发电机可以是三根火线、一根中性线向外输出叫三相四线制,如果三相负载完全相同,三相交流发电机也可以用三根线(都是火线)向外输电,叫三相三线制,③错④对,故应选D.2.关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是( ) A .通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B .穿过原、副线圈的磁能量在任何时候都不相等C .穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势D .原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析:选C.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的,由于面积S 不变,故磁通量Φ变化,A 错误;因理想变压器无漏磁,故B 错误;由互感现象知C 正确;原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能,原副线圈通过磁联系在一起,故D 错误.3.关于理想变压器特点的下列说法中正确的是( ) A .理想变压器能够使电压升高,同时电流变大B .原副线圈具有相同的磁通量及变化率,产生的感应电动势也相同C .原副线圈没有电阻,铁芯中不会产生涡流D .原线圈往往匝数少,绕线粗,电流大解析:选C.理想变压器原副线圈功率相等,即U 1I 1=U 2I 2,不可能同时使电压升高,电流增大,A 错;原副线圈匝数不同,感应电动势不同,B 错;理想变压器不考虑绕线铜损,铁芯的热损,当然要求线圈无电阻,铁芯不产生涡流,C 对;原副线圈中匝数少的一边,电流大,绕线粗,但不一定作为原线圈使用,D 错.4.理想变压器正常工作时,原、副线圈中的电流为I 1、I 2,电压为U 1、U 2,功率为P 1、P 2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是( )A .I 1由I 2决定B .U 2与负载有关C .P 2由P 1决定D .以上说法都不正确解析:选A.对理想变压器的电流关系可写成I 1=n2n 1I 2,原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比,所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定;功率关系为:负载用多少,原线圈端就输入多少,因此选项A 正确.5.用理想变压器给电阻负载供电时,用下列哪些方法可以减小变压器的输入电流( ) A .增加原线圈的匝数 B .增加副线圈的匝数C .在副线圈上多并联些电阻D .增加副线圈的负载解析:选A.原线圈的电压U 1是不变的,所以当增加原线圈的匝数n 1时,副线圈两端的电压U 2一定减小,I 2也一定减小,两线圈功率关系是P 1=P 2,即U 1I 1=U 2I 2,那么I 1一定减小,所以A 是正确的.根据U 1、n 1不变,增大n 2,则U 2增大,对副线圈电路来说,U 2相当于电源电动势,外电阻R 不变,所以副线圈电流I 2增大,而I 2U 2=I 1U 1,U 1不变,所以I 1必增大,B 错,当U 1、U 2、n 1、n 2不变,并联电阻增多,R 减小,根据闭合电路欧姆定律,I 2增大,同上面推导,I 1必增大,C 错,负载增多时,要知道是副线圈上所接的总电阻变小,从而副线圈中的电流增大,此时原线圈中电流也增大,D 错.6.关于电能输送的以下分析,正确的是( )A .由公式P =U 2/R 知,输电电压越高,输电线上功率损失越大 B .由公式P =U 2/R 知,输电导线电阻越大,输电线上功率损失越少 C .由公式P =I 2R 知,输电电流越大,输电线上功率损失越大 D .由公式P =UI 知,输电线上的功率损失与电流成正比解析:选C.输电线上损失的功率P 损=I 2R 线=U 2损R 线公式中的U 损指输电线上(即电阻R 线)的分压,而不是输电电压,A 、B 两项错;公式P =UI 是电源提供的总电功率,而不是输电线上损失的电功率,D 项错.7.(2010年高考福建卷)中国已投产运行的1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000 kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P 4B.P 2 C .2P D .4P解析:选A.在高压输电中,设输送电功率为P ′,输电电压为U ,输电线电阻为R ,则输电线上损耗的电功率为P =(P ′U)2R ,当输电电压升为原来的2倍时,输电线损耗的电功率变为原来的14,故选A.8. 钳形电流表的外形和结构如图所示.图4-8甲中电流表的读数为1.2 A .图乙中用同一电缆线绕了3匝,则( )图4-8A .这种电流表能测直流电流,图乙的读数为2.4 AB .这种电流表能测交流电流,图乙的读数为0.4 AC .这种电流表能测交流电流,图乙的读数为3.6 AD .这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图乙的读数为3.6 A解析:选 C.钳形表是根据电磁感应原理制成的,故只能用来测量交流电流;对钳形表的初、次级满足n 1n 2=I 2I 1,I 2=n1n 2I 1,钳形表在使用时,初级是串联在被测电路中的,故同一电缆线虽多绕了几匝,但电缆线中的电流I 1保持不变,I 1不变,故当n 1增加3倍时,I 2=3.6 A ,C 正确.9.如图4-9所示,理想变压器的副线圈上接有三个灯泡,原线圈与一个灯泡串联接在交流电源上.若四个灯泡完全相同,且都正常发光,则电源两端的电压U 1与灯泡两端的电压U 2之比为( )图4-9A .1∶1B .2∶1C .3∶1D .4∶1解析:选D.由于四个灯都正常发光,所以每个灯两端电压和通过各灯的电流相等.原、副线圈中电流之比I 1I 2=n 2n 1=13,原、副线圈两端的电压之比U 1′U 2=n 1n 2,又灯A 和原线圈串联后接在电源两端:U 1′=U 1-IR =U 1-U 2.上面三式联立后得U 1-U 2U 2=31,所以U 1U 2=41.答案应为D 项.10.(2011年高考福建理综卷)图4-10甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=5∶1,电阻R =20 Ω,L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡,S 1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示.现将S 1接1、S 2闭合,此时L 2正常开光.下列说法正确的是( )图4-10A .输入电压u 的表达式u =202sin(50πt )VB .只断开S 2后,L 1、L 2均正常发光C .只断开S 2后,原线圈的输入功率增大D .若S 1换接到2后,R 消耗的电功率为0.8 W解析:选D.由题图U m =20 2 V ,T =0.02 s ,则ω=2πT=100π rad/s ,输入电压u =20 2sin(100πt )V ,故A 错;由变压器的变压规律知:U 1U 2=n 1n 2,故U 2=U 1n 2n 1=20×15V =4 V ,由题中将S 1接1、S 2闭合时,灯泡L 2正常发光可得,灯泡L 2的额定电压为4 V ,当只断开S 2后,副线圈两端电压不变,此时副线圈的负载为L 1、L 2串联,故L 1、L 2均不能正常发光,B 错;此时P 出=U 22R 总,副线圈负载R 总增大,故P 出减小,又P 入=P 出,故原线圈的输入功率减小,C 错误;当S 1换接到2后,副线圈的负载仅是电阻R ,故P =U 22R =4220W ,D 正确.二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.按题目要求作答)11.某发电厂用2.2 kV 的电压将电能输送到远处的用户,后改用22 kV 的电压,在既有输电线路上输送同样的电功率.前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________.要将2.2 kV 的电压升高至22 kV ,若变压器原线圈的匝数为180 匝,则副线圈的匝数应该是________匝.解析:由P =UI 得I =P U ,导线上损失的电功率P 损=I 2R =P 2R U 2,所以P 损1P 损2=U 22U 21=2222.22=100∶1.由变压器的电压与匝数的关系U 1U 2=n 1n 2知:2.222=180n 2,n 2=1800匝. 答案:100∶1 1800 12.(2011年济南高二检测)如图4-11所示,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=4∶1,原线圈输入电压U 1=1410sin100πt (V),副线圈通过电阻r =1 Ω的输电线对用户供电,则用户处最多接________盏“220 V 40 W ”电灯可保证正常发光.图4-11解析:由题意知原线圈的输入电压为U 1=U m 2=14102V ≈1000 V .根据原、副线圈的匝数比得,副线圈的电压为U 2=n 2n 1U 1=14×1000 V =250 V .用电器正常工作电压U 用=220 V ,则线路损失电压为 ΔU =U 2-U 用=250 V -220 V =30 V输电线上的电流为I =ΔU r =301A =30 A每只灯泡的正常工作电流为I 额=P 额U 额=40220 A =211 A用户最多可接电灯的盏数为n =I I 额=30211A =165盏.答案:165三、计算题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如图4-12所示,理想变压器的原、副线圈之比为n 1∶n 2=4∶1,原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等.a 、b 端加一交流电压后,求:图4-12(1)两电阻消耗的电功率之比P A ∶P B ; (2)两电阻两端的电压之比U A ∶U B .解析:(1)由电流与匝数之间关系得,理想变压器的原副线圈中的电流之比:I A I B =n 2n 1=14.又因为R A =R B ,所以两电阻消耗的电功率之比P A ∶P B =I 2A R A ∶I 2B R B =1∶16 (2)由U A =I A R A ,U B =I B R B 得两电阻两端电压之比:U A ∶U B =I A ∶I B =n 2∶n 1=1∶4. 答案:(1)1∶16 (2)1∶414.(10分)(2011年龙岩高二检测)如图4-13所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n 1=1100,接入电压U 1=220 V 的电路中.图4-13(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U 2=6 V ,U 3=110 V ,它们的匝数n 2、n 3分别为多少?(2)若在两副线圈上分别接上“6 V 6 W ”、“110 V 60 W ”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?解析:(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系,由 U 1U 2=n 1n 2,U 1U 3=n 1n 3,得 n 2=U 2U 1n 1=6220×1100=30匝,n 3=U 3U 1n 1=110220×1100=550匝.(2)设原线圈输入电流为I 1,由P 入=P 出,即 I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3=P 2+P 3所以I 1=P 2+P 3U 1=6+60220A =0.3 A.答案:(1)30匝 550匝 (2)0.3 A15.(14分)如图4-14所示,某村在距村庄较远的地方建了一座小型水电站,发电机的输出功率为9 kW ,输出电压为500 V ,输电线电阻为10 Ω,允许线路消耗的功率为输出功率的4%,求:图4-14(1)若不用变压器而由发电机直接输送,用户得到的电压和功率是多少?(2)用如图所示电路输电,若用户需要220 V 电压时,所用升压、降压变压器原副线圈匝数比为多少?(不计变压器能量损失)解析:(1)不用变压器而直接输送时,输电线上的电流I =P U =9×103500A =18 A电压损失ΔU =IR =180 V 功率损失ΔP =I 2R =3240 W 用户得到的电压和功率分别是 U 用=U -ΔU =320 V P 用=P -ΔP =5760 W (2)由ΔP =P ×4%=I 22R 得I 2=6 A ,由P =U 2I 2得U 2=1.5×103V 由n 1n 2=U 1U 2得n 1n 2=5001500=13. U 3=U 2-I 2R =(1500-60) V =1440 V所以n 3n 4=U 3U 4=1440220=7211.答案:(1)320 V 5760 W (2)1∶3 72∶1116.(14分)(2011年创新试卷)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统.光伏发电系统的直流供电方式有其局限性,绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式.将直流电变为交流电的装置称为逆变器.(1)用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处? 请简要回答.(2)有一台内阻为1 Ω的太阳能发电机,供给一个学校照明用电,如图4-15所示,升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻R =4 Ω,全校共22个班,每班有“220 V 40 W ”灯6盏,若全部电灯正常发光,则图4-15①发电机输出功率多大? ②发电机电动势多大? ③输电效率多少?解析:(1)可以改变电压的大小以适应不同的需要;通过升压、降压在远距离输电中减少电能在输电线上的损耗,提高供电效率.所以用逆变器将直流电变为交流电,可以提高发电系统的利用率.(2)①发电机的输出功率:P 出=nP 灯+I 22R而I 2=I 3=14I 4=14nI 灯=14×22×6×40220A =6 A所以,P 出=22×6×40+62×4=5424 (W). ②E =U 1+I 1r ,r 为发电机内阻,U 1=14U 2,U 3=4U 4U 2=4U 4+I 2R =4×220 V +6×4 V =904 V ;I 1=4I 2所以,E =9044V +6×4×1 V =250 V .③η=P 用P 出=nP 灯P 出=22×6×40 W 5424 W ×100%=97%.答案:(1)见解析(2)①5424 W ②250 V ③97%附:教案格式模板所在单位 所属教研室 课 程 名 称 授 课 教 师《******》教案(宋体二号,标题加粗)一、课 程 性 质: (注:填公共基础必修课、公共基础选修课、专业基础必修课、专业核心必修课、师范技能必修课、师范技能选修课)二、总学时∕学分:三、课程类型:理论课()实践(含实验)课()四、学时分配:理论课()学时实践(含实验)课()学时五、授课专业、层次:六、本课程的教学目的和要求:七、本课程的教学重点、难点:八、教材和参考书:《******》教案内容(宋体二号,标题加粗)一、章节内容:(正文:宋体五号,标题加粗,18磅)二、课时:三、教学目的:四、教学重点与难点:五、教学方法:六、教学过程设计:小结:七、作业布置:八、教具:想要了解更多,请访问我的豆丁主页:/2363291614。
鲁科版高中物理 第3章 交变电流与远距离输电 课后练习、课时练习

一、单选题(选择题)1. 如图为远距离输电的原理图,升压变压器、降压变压器均为理想变压器,的原、副线圈匝数比分别为,输电线的总电阻为。
已知发电机输出电压为、用户两端的电压为,则升压变压器的输送功率为()A.B.C.D.2. 如图所示,一交流发电机的矩形线圈匝数为n=10,其电阻r=2Ω,面积S=0.2m2,在磁感应强度B=的匀强磁场中,若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω=10πrad/s的角速度匀速转动,向R=18Ω的电阻供电.则以下说法中正确的是()A.该线圈产生的是余弦式交变电流B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40VC.线圈开始转动时流过电阻R的瞬时电流大小为D.电阻R上消耗的电功率为9W3. 某正弦交流电的瞬时表达式为,则()A.它的周期为0.2s B.它的频率为5HzC.它的最大值为311V D.它的有效值为200V4. 一电阻R接一直流电源,通过4 A的电流时热功率为P,若该电阻换接一正弦交流电源,它的热功率变为2P,则该交流电电流的最大值为()A.8 A B.4 AC.6 A D.8 A5. 为了计算输入电压未知,输出电压为44V的变压器副线圈的匝数,已知原线圈的匝数为1000,为获知此变压器副线圈匝数,某同学拆开副线圈,用绝缘导线在副线圈上加绕了30匝,然后将原线圈接到原来的交流电源上,测得副线圈的端电压为50V,按理想变压器分析,该变压器原线圈的电压、副线圈匝数分别为()A.1100V、360 B.1000V、220 C.200V、220 D.220V、3606. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压为,氖泡在两端电压达到时开始发光,下列说法中正确的是()A.开关接通后,氖泡的发光频率为B.开关接通后,电压表的示数周期性变化,周期为C.开关接通后,电压表的示数变小D.开关接通后,原线圈两端的电压不变,所以变压器的输入功率不变7. 图为远距离输电的原理图,已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为,,两端电压分别为,,电流分别为、,升压变压器与降压变压器之间的输电线上的总电阻为R,变压器均为理想变压器,若保持发电厂的输出电压不变,则下列说法正确的是()A.远距离输电线上的电流B.远距离输电线上损失的功率C.若用户端负载增加,那么用户端电压不变D.无论用户端的负载如何增加,始终有8. 小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间成正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个阻值为10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是()A.感应电流的有效值为B.该交流电的频率为50HzC.若将该交流电接在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50WD.该感应电动势的瞬时值的表达式e=100sin (25πt)V9. 图中电表均为理想的交流电表,如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为,电路中电阻R=11Ω,其余电阻均不计,从某时刻开始在原线圈两端加上如图乙所示(图线为正弦曲线)的交变电压。
远距离输电(有答案)

对远距离输电的考查1、在远距离输电时,输送的电功率为P ,输电电压为U ,所用导线电阻率为ρ,横截面积为S ,总长度为l ,输电线损失的电功率为P ′,用户得到的电功率为P 用,则下列关系式中正确的是( )A .P ′=U 2SρlB .P ′=P 2ρlU 2SC .P 用=P -U 2SρlD .P 用=P (1-PρlU 2S)答案 BD解析 输电线电阻R =ρl S ,输电电流I =PU故输电线上损失的电功率为P ′=I 2R =⎝⎛⎭⎫P U 2ρl S =P 2ρlU 2S用户得到的电功率为P 用=P -P ′=P ⎝⎛⎭⎫1-Pρl U 2S 2、在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么 ( )A .输电线路上损失的电压与输送电流成正比B .输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大C .输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D .输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比 答案 AC解析 输电线路上损失电压ΔU =IR ,在R 一定时,ΔU 和I 成正比.若U 越高,I =PU ,I 越小,那么ΔU 越小.输电线路上损失的功率ΔP =I 2R ,当P 一定时,I =PU ,所以ΔP=(PU)2R ,即ΔP 和U 的平方成反比,跟I 的平方成正比,故A 、C 正确. 3、中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电,是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV 特高压输电,不考虑其他因素的影响.则( ) A .送电电流变为原来的2倍B .输电线上降落的电压将变为原来的2倍C .输电线上降落的电压将变为原来的12D .输电线上损耗的电功率将变为原来的12答案 C解析 根据输送电功率P 输=U 输I 输及P 输不变,可知,送电电流I 输=P 输/U 输∝1/U 输,当U 输变为原来的2倍时,I 输变为原来的12,选项A 错误;输电线上降落的电压U 降=I输R 线∝I 输,所以,当送电电流变为原来的12时,输电线上降落的电压也变为原来的12,选项B 错误,C 正确;输电线上损耗的电功率P 损=I 2输R 线∝I 2输,所以输电线上损耗的电功率将变为原来的14,选项D 错误.4、 (2012·天津理综·4)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P ,原线圈的电压U 保持不变,输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时,线路损耗的电功率为P 1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ,线路损耗的电功率为P 2,则P 1和P 2P 1分别为( )A.PR kU ,1nB .(P kU )2R ,1nC.PR kU ,1n2D .(P kU )2R ,1n2解析 根据变压器的变压规律,得U 1U =k ,U 2U =nk ,所以U 1=kU ,U 2=nkU .根据P =UI ,知匝数比为k 和nk 的变压器副线圈的电流分别为I 1=P U 1=P kU ,I 2=P U 2=PnkU .根据P =I 2R知,输电线路损耗的电功率分别为P 1=I 21R =(P kU )2R ,P 2=I 22R =(P nkU )2R ,所以P 2P 1=1n 2.选项D 正确,选项A 、B 、C 错误.答案 D5、如图10所示为重庆某中学教学区供电示意图,供电部门通过理想变压器原线圈A 、B 端送电,虚线框内表示教学区内各教室的照明电路.已知变压器副线圈C 、D 两端距教学区输入端E 、F 距离较远,之间输电线电阻不能忽略,设定A 、B 端输入电压一定,则以下说法正确的是( )图10A .如果教学区同时使用的电灯减少,A 、B 端输入功率仍不变 B .C 、D 端电压一定为220 V C .E 、F 端电压一定为220 VD .教学区内同时使用的电灯越多,E 、F 端输入电压越低 答案 D解析 使用的电灯减少时,输电线与照明电路的总电阻变大,副线圈两端电压U 2不变,故P 出=U 22R 总变小,又P 入=P 出,所以A 、B 端输入功率变小,A 项错误;由于输电线电阻的分压,要保证教室内照明灯正常工作,则应有U CD >220 V ;而U EF 会因为使用的电灯数量不同而获得不同电压,B 、C 项错误;当使用的电灯越多时,输电线上损失的电压就越多,EF 端输入的电压就越低,D 项正确.6、某小型水电站的电能输送示意图如图11甲所示,发电机的输出电压变化规律如图乙.输电线总电阻为r ,升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V 的用电器正常工作,则( )图11A .乙图中电压的瞬时值表达式为u =2202sin 100πt VB .乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V ,所以n 1n 2=n 4n 3C .通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大D .升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 答案 AD解析 由于输电线上电阻会损失电压、电功率,使得U 2>U 3,故P 2>P 3,选项D 正确;因为n 1n 2=U 1U 2,n 4n 3=U 4U 3,由于U 1=U 4=220 V ,U 2>U 3,所以n 1n 2<n 4n 3,选项B 错误;由交流电及变压器基础知识可知选项A 对,C 错.7、某小型实验水电站输出功率是20 kW ,输电线总电阻为6 Ω.(1)若采用380 V 输电,求输电线路损耗的功率;(2)若改用5 000 V 高压输电,用户端利用n 1∶n 2=22∶1的变压器降压,求用户得到的电压.答案 (1)16.62 kW (2)226.18 V 解析 (1)输电线上的电流为I =P U =20×103380A ≈52.63 A 输电线路损耗的功率为P 损=I 2R =52.632×6 W ≈16 620 W =16.62 kW. (2)改用高压输电后,输电线上的电流为 I ′=P U ′=20×1035 000 A =4 A用户端在变压器降压前获得的电压 U 1=U ′-I ′R =(5 000-4×6) V =4 976 V 根据U 1U 2=n 1n 2,用户得到的电压为U 2=n 2n 1U 1=122×4 976 V ≈226.18 V.8、(2010·浙江理综·17)某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户,其输出电功率是3×106 kW ,现用500 kV 电压输电,则下列说法正确的是( ) A .输电线上输送的电流大小为2.0×105 A B .输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC .若改用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD .输电线上损失的功率为ΔP =U 2/r ,U 为输电电压,r 为输电线的电阻 答案 B解析 输电线上输送的电流I =P U =3×106kW500 kV=6 000 A ,A 错;输电线上损失的电压为ΔU =Ir =6 000×2.5 V =1.5×104 V =15 kV ,B 对;若改用5 kV 的电压输电,则输电线上输送的电流I ′=PU ′=3×106 kW 5 kV =6×105 A ,输电线上损失的功率ΔP =I ′2r =(6×105)2×2.5 W =9×108 kW ,表明输出的电能将在线路上损耗完,则输电线上损失的功率为3×106 kW ,C 错;D 项中输电线上损失的功率ΔP =U 2/r ,U 应为输电线上损耗的电压,而不是输电电压,D 错.。
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1照明供电电路的路端电压基本上是不变的。
可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯, 电灯比
深夜时要暗些。
这是因为此时(
)
A. 总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小
B. 总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小
C. 总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失电压大
D. 干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电流
2中国已投产运行的1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程•假设甲、乙两 地原采用500kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为
P .在保持输送电功率和输电线电
阻都不变的条件下,现改用 1000kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损 耗的电功
率将变为(
)
A. P/4 2
3某水电站,用总电阻为Q 的输电线输电给
500km 外的用户,其输出电功率是
3 x 106
kW 现
用500kV 电压输电,则下列说法正确的是(
)
■iiirm ■ imT -irnr ijHTTB. * rrra s * rrrr “ nrr * m i; >HTB “ ETT “ 尔rr “ mn “ nm “ rrv mv ■ ■ rmai ■ * irrau i rmnu rrrrH rmwi m lanrr i HRTT “ ■ LIBN i ・ nr “ cwr ・ i rnn 11 ■・ m* ■ i mm m ■ i ITTKI ・ rmra ■ rrrru mram rrra rrrr [ ii(Trr
“Mm “ ■rr i , mr ・ i mra i, IWM i ・ iw
・
A. 输电线上输送的电流大小为x 105
A
B. 输电线上由电阻造成的损失电压为 15kV
C.
若改用5kV 电压输电,则输电线上损失的功率为
9x 108
kW
D. 输电线上损失的功率P=U/r , U 为输电电压,r 为输电线的电阻 4在远距离输电时,输送的电功率为
P,输电电压为U,所用导线电阻率为 尺
,横截面
积为S,总长度为L ,输电线损失的电功率为 匸‘,用户得到的电功率为 〔 则"+
的关系式正确的是(
)
A. C 7
. D .
:
5如图所示,有一台交流发电机
E ,通过理想升压变压器
T 1和理想降压变压器 T 2向远处用户
供电,输电线的总电阻为 R
T 1的输入电压和输入功率分别为
U 1和P 1,它的输出电压和输出
功率分别为U 2和P 2; T 2的输入电压和输入功率分别为
U 3和P 3,它的输出电压和输出功率分
别为U 和P 4.设T 1的输入电压U —定,当用户消耗的电功率变大时,有(
)
&.■
a HW —imr mr^
wwa^wnrraaajimaian8igiMwaiii»ai /TM aiiamr« —imr
nrrf m mrriiwnm mt mnrnJifni^riii^riiw^f.iainr —w — --rrrr »m rrm—rrm.
A. U 2减小,U 变大 B . U 2不变,U^变小 C. P 1变小,Pa 变小
D. Pa 变大,P 3变大
B.
6、2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害,其中高压输电线因结冰而损毁严重.此次灾害牵动亿万人的心.为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样
的融冰思路:利用电流的热效应除冰•若在正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I ,
热耗功率为P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9P,则除冰时(认为输电功率和输电线
电阻不变)()
A.输电电流为9I
B.输电电压为3U
C.输电电流为1/3
D.输电电压为U/3
I
i
^mmgxmfxum^QjimEmmEmxxisumHuuLBUiL^umiBmmaxLiBumM-ummmiKLLmmxmAiimiLauLUdULUBJUi-LEiiujLLHLLumLui^nuxxsiuuDULUEiLLLiLsiu-LmuiiHiuiim-LLiKmiiKUUi^uiiiB-LLmmLixKLLLmaiiuuLLmjsmufLmuEiiLLmuj ■■■■ HH ■■»■■■■
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7•某小型实验水电站输出功率是20kW输电线路总电阻是6 Q,以下说法中错误的是()
A.若采用380V输电,输电线上的电流强度为
E
B.若采用380V输电,求输电线路损耗的功率为
C.若改用5000高压输电,用户端利用n i:n2=22:1的变压器降压,则用户得到的电压为
D.用户端在变压器降压前获得的电压是3976V
&为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输
送,再经变电站将高压变为低压. 某变电站将电压UM100 ■乜sin100 n tV的交流电降为220V
供居民小区用电,则变电站变压器()
A.原、副线圈匝数比为5: 1
B.副线圈中电流的频率是50Hz
C.原线圈的导线比副线圈的要粗
[ i
D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
9.远距离输电时,在选定好符合要求的输电导线后,为了减少输电线上电能损失,应()
—.-■ 111 r ■. ”JVW—iw»—■ vwia — ivw.—ww nawih — iwu—WW"..TH—.. _■ gwa 一IMW ”iyyj.—A MJ* mrii ■iimamjaj i nua iiiiu-Bi
j A.减小输送电压,增大输送电流
B.减小输送电压,减小输送电流
C.提高输送电压,减小输送电流
D.提高输送电压,增大输送电流
匕11押1 IIIW 111IM3IIIHCI111W Mil IIP 2X1111 IbHII ll*HI Eli I liMI
IIWW IIIWWIItfMmHB 11 IM III IHClIllhBi III IF ・lll IF lEkill I EI・H 11 IIJHI IIFW IIIHWIIIMBI IltH Illi Wdll ■虻Illi l| Ml 11 Ml III FHi II H*i HIM III frM I
10.现用220V和11kV种电压来输电,如果输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的
长度和电阻率都相同,则对应的两种导线横截面积之比为()
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A. 1 : 50
B. 50: l
C. 1: 2500
D. 2500: 1
11、发电机的输出电压为220伏,输出功率为44千瓦,每条输电线电阻为欧,求用户得到的电压和电功率各是多少如果发电站先用变压比为1:10的升压变压器将电压升高,经同样
输电线路后,再经过10:1的降压变压器降压后供给用户,贝U用户得到的电压和电功率又各
是多少
12、一台交流发电机的输出电压为250V,输出功率为100kW向远处输电所用输出线的总电
阻为 0二,要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%用户正好得到220V的电
压•则供电处的升压变压器和用户处的降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少
答案
I 、 C 2 、A 3 、B 4、BD5 BD6 D 7、D 8、AB 9
、C 10
、D
II 、 解析:首先要说明发电站输出的功率 ,|
--是一定的,当以220伏的电压输出时,输出 电流应该是:
% 44000W 1 =—二 ----------- =
220V
两条输电线路的总电阻为Q ,则导线上损失的电功率为:
用户得到的电功率为
一… 一—丁「-
27= E7 也一 </^=220V-50V=HOV
如果用1: 10的变压器将电压升高到
2200伏后再输送出去,则输出电流为:
U 曲 220CV
耳产丹=(20驴 x 0.4Q = 160FF
用户得到的电功率为
一匚一…
—「一「
在导线上损失的电压为: 一〔'■ = 20V XQ= 8V.
加到用户端变压器上的电压为:
" - 1
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'
经过变压器降压后输送给用户的电压为:.
12、解析:升压变压器原线圈两端电压 ‘I 「工-V ,通过的电流:
输电线的功率损失:
二匸:-匚-
: ./ w
输电线上电流(通过升压变压器副线圈,降压变压器原线圈的电流)
在导线上损失的电压为 %" =200V XQ= 80 伏.
降压变压器次级电流(用户电
流)
用户得到的电压为:
220
副线圈匝数比:
升压变压器
原、
25 1
降压变压器原、副线圈匝数比:
4750/11 190
25 11。